Czynniki technologiczne wpływające na rynek robotyki

Wśród najistotniejszych technologii mających wpływ na rynek obecnie oraz w niedalekiej przyszłości ankietowani wymienili najczęściej: roboty współpracujące wraz z aplikacjami współpracującymi, roboty mobilne, inteligentne systemy wizyjne, technologię 5G oraz zastosowania sztucznej inteligencji w robotyce.

Roboty współpracujące

Coboty, chociaż znane już od kilkunastu lat, wciąż stanowią pewną nowość na rynku. Według najnowszego raportu IFR za 2021 rok liczba robotów współpracujących rosła zdecydowanie szybciej niż robotów tradycyjnych. Wzrost ten wyniósł aż 50%, jednak w całej liczbie nowych robotów (517 tys. jednostek) coboty stanowią wciąż jeszcze zaledwie 7,5%. W porównaniu do roku 2017, kiedy ich liczba zamykała się w 3,6%, można jednak zauważyć znaczący, ponaddwukrotny wzrost odsetka sprzedanych maszyn.

Siłą robotów współpracujących jest ich uniwersalność i elastyczność. Można je relatywnie łatwo dostosować do nowych zadań zmieniając ich program, co stanowi ważną zaletę w obecnych czasach, wymagających od wytwórców szybkiej adaptacji do aktualnych potrzeb zakładu, nadążającego za trendami rynkowymi. Coboty są jednocześnie relatywnie lekkie w porównaniu do tradycyjnych maszyn i łatwiej jest je przenieść fizycznie w nowe miejsce. Urządzenia te wyróżnia kompaktowa budowa, funkcjonalność, bezpieczeństwo użytkowania i łatwość eksploatacji. Robot współpracujący może zostać w prosty sposób przeniesiony i za pomocą dodatkowych akcesoriów dostosowany do tych obszarów produkcji, w których w danym momencie jest potrzebny. Jest także w stanie pracować w procesach uciążliwych dla ludzi. Jego konstrukcja i wyposażenie w systemy bezpieczeństwa pozwalają na pracę ramię w ramię z człowiekiem. Coboty nadają się do automatyzacji nie tylko w dużych, ale także w małych i średnich przedsiębiorstwach, gdzie instalacja tradycyjnych robotów do produkcji krótkich serii byłaby zbyt kosztowna. Zakres wykorzystania tych maszyn jest imponujący. Sprawdzają się one w zastosowaniach typu pick & place (podnieś i upuść), przy pakowaniu i paletyzacji, spawaniu, skręcaniu i klejeniu i w wielu innych rozwiązaniach.

Chińska analityczka z Interact Analysis przewiduje, że do 2025 r. roboty współpracujące stanowić będą około 10% całkowitej sprzedaży robotów przemysłowych³. Należy jednak pamiętać, że pewne sektory rynku pozostaną zamknięte dla cobotów. Obejmują one m.in. obszary, gdzie obowiązują wyższe wymagania dotyczące szybkości i dokładności oraz zadania, w których interakcja maszyny z człowiekiem i bliska obecność ludzi nie jest potrzebna. Typowym przykładem może być motoryzacja. W tej branży istnieje już bardzo wysoki poziom dojrzałych rozwiązań automatyzacji produkcji, na przykład w obrębie warsztatów blacharsko-lakierniczych, w których tradycyjne roboty wykorzystywane są do zadań spawalniczych i końcowego lakierowania. Zdaniem chińskiej analityczki w tych scenariuszach zastosowań klasyczne roboty przemysłowe utrzymają swoją obecną pozycję. Nie mniej jednak nawet w takiej branży jak automotive, zastosowanie robotów współpracujących, w niektórych aplikacjach, jest możliwe.

Aplikacje współpracujące

Wraz z robotami współpracującymi rozwija się także koncepcja aplikacji współpracujących. U źródeł tej idei leży dążenie do stworzenie elastycznego miejsca pracy, które umożliwiałoby nadążanie za aktualnym zapotrzebowaniem na rynku i wymaganiami klientów dotyczącymi bardziej spersonalizowanych produktów, wytwarzanych w mniejszych partiach.

Rozwiązania bazujące na współpracy człowieka i robota na tym samym stanowisku pracy muszą uwzględniać bliską obecność ludzi w sąsiedztwie maszyny. Rodzi to jednak wiele komplikacji. W tradycyjnym podejściu zakłada się, że człowiek nie powinien przekraczać linii wydzielającej obszar pracy robota. W koncepcji aplikacji współpracujących nie da się spełnić tego warunku, jednak zapewnienie bezpieczeństwa jest możliwe, ponieważ działające obok ludzi maszyny pracują z mniejszą prędkością, ich działanie jest bardziej przewidywalne i potencjalnie mniej narażające ludzi na zagrożenia. Coboty są również zaprojektowane w taki sposób, aby natychmiast zatrzymywały się, gdy zetkną się z jakimkolwiek obiektem. Umożliwia to ludziom i robotom wspólną pracę obok siebie, zgodnie z regulacjami prawnymi wyznaczanymi m.in. przez Dyrektywę Maszynową oraz normę ISO 10218-2.

W obszarze robotów współpracujących oraz aplikacji współpracujących dostępne są już rozwiązania szyte na miarę, przeznaczone do konkretnej branży i specyficznych, ale dość częstych zastosowań w formie Robotics-as-a-Service (RaaS). Roboty w ramach tej usługi są wstępnie wyposażone w oprogramowanie przeznaczone do określonych przypadków użycia, co sprawa, że integracja tych systemów jest dużo prostsza i nie wymaga posiadania w zakładzie pracowników z kompetencjami programistów oraz dodatkowego sprzętu potrzebnego do wdrożenia.

Inteligentne systemy wizyjne

Czynności robotów związane z podnoszeniem i umieszczaniem różnych obiektów oraz obsługa przez nie przedmiotów w poszczególnych orientacjach wymaga zastosowania systemu wizyjnego robota. Do realizacji tego zadania wykorzystywane są różne rodzaje kamer: 2D, 3D lub tzw. 2,5D. Jeszcze nie tak dawno systemy wizyjne były często postrzegane jako złożone, drogie i trudne w integracji. Jednak w ciągu ostatnich kilku lat pojawiły się nowe technologie wizyjne, wyróżniające się obniżonymi kosztami oraz łatwością integracji i użytkowania, zwłaszcza w zastosowaniach z robotami współpracującymi. Najtańsze z obecnie dostępnych systemów wizyjnych są rozwiązania 2D, jednak ich zastosowanie wiąże się z dużymi ograniczeniami. Zazwyczaj kamery 2D pozwalają określić długość i szerokość (uwzględniając osie X i Y), ale nie są w stanie określić wysokości (oś Z), co ogranicza liczbę obsługiwanych przez nie aplikacji. Z kolei kamery 3D dostarczają wszystkich informacji wizualnych, jakich może potrzebować robot, obejmując wszystkie trzy osie. Pozwalają także na identyfikację ruchu obiektów obracających się. Ich wadą jest jednak wyraźnie wyższa cena. Ponadto systemy 3D mogą być również trudniejsze do zintegrowania i obsługi niż kamery 2D lub 2,5D. Kamery 2,5D to technologia wypełniająca lukę pomiędzy rozwiązaniami 2D i 3D, zarówno pod względem kosztów, jak i możliwości. Urządzenia te są w stanie określić wysokość obiektów, co może być przydatne np. w zastosowaniach, w których przedmioty muszą być układane w stosy. Są również tańsze niż kamery 3D.